MATLAB图形处理功能的应用与探讨

摘 要：MATLAB的绘图功能，可以为分析、解决问题提供出一个好的平台。本文通过对地面搜索与赛程安排问题的探讨，让人们能从可视化的角度把一些较为复杂、难度较大问题变得更具有操作性。特别是GUI的设计，可以帮助缺乏计算机编程知识的人们直接处理在生活或工作中所遇到的复杂问题，从而能为科学技术的推广与应用提供很大的方便。

关键词：MATLAB绘图 搜索问题 赛程安排 源程序 GUI

中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（c）-0000-00

1 引言

MATLAB软件在科学计算方面的功能非常强大，是科研人员用于分析、计算的最常用的工具。在MATLAB的各种功能中，最能体现其特点的是其运算与图形相结合功能：它能把一个非常复杂的问题，描述成为过程简便、结果直观、通俗易懂的问题。更难能可贵的是，用MATLAB开发出的GUI，能实现人机互动，不需要操作用户掌握编程知识，用户通过简单的机械式操作便能得出自己所想要的结果。下面从通过两个实例来说明MATLAB在解决复杂问题时在可视化方面的优点。

2 MATLAB编程绘图应用实例

下面通过地面搜索题的实例来说明MATLAB的编程绘图功能的应用。

近年来，各种灾难频发，如自然灾害的地震、水灾、泥石流等，人类灾难中的空难、海难沉船等经常危害人类的生命。人类在想办法躲避这些灾难之时，也必须在灾害已经发生的情况下进行相应的救灾工作，即以最快速度抢救出在灾害中受伤及失踪的人们，尽量减少因灾难所带来的人员与财产损失。不过，受灾害地区的交通与通迅一般都会陷入瘫痪状态，从而增加救灾难度。因此，人们为了能够在灾后进行快速搜索，需要在平时没有灾害发生的情况下，做好预定救助方案以防患于未然。其中，用蜂窝理论来制订搜索方案是最常用的一种方法。为了说明这种搜索方法，我们可以假设出下面情景或条件：每个救灾人员所带设备可以搜索到半径为a米长的距离，在大小为m米 n米的长方形水平区域进行全境搜索，确定好以最少的救援人员且能够在规定的时间内完成搜索任务。为了更好更直观的把蜂窝理论的原理体现出来，那么在解决问题之前先把这种理论用MABATB编写出源程序，运行后可以绘出相应的图形（见图1），然后在此直观的条件下（全覆盖）再进行处理就非常方便。相应的源程序如下所示：

3 MATLAB GUI的设计与应用实例

用MATLAB做成的GUI，能够实现人机交互，操作用户不用掌握高深的编程语言，也不必要知道问题的分析过程，用户只要按照界面设定的命令进行直接操作即可得到想要的结果。下面通过体育竞赛中的赛程安排问题来简要介绍MATLAB GUI的设计与应用。

在一些大型的团体体育项目如蓝球赛、足球赛、排球赛等运动中，参赛队队数较多，比赛场地也有主客场之分，为了能够充分体现出竞赛的公平，那么赛程的安排就显得非常重要。为了叙述方便，这里仅以假设各参赛队实力水平相近或相同的情况下，要求参赛的两队在体力消耗上也相同的情况下如何安排比赛场次，也就是说不能出现一支队伍刚参赛完，马上和已经经休息好的另一队进行比赛的情况出现。

首先根据题意画出赛程安排的流程图（见图2）及相应的GUI界面的设计；然后根据流程图写出相应的响应程序；最后运行GUI，在相应的窗口输入竞赛队数，就可以得到相应的赛程安排结果（见图3）。响应程序如下所示：

4 结束语

从上面所举的两个实例当中可以看到，利用MATLAB的绘图功能，可以为分析、解决问题提供出一个好的平台，使人们能从可视化的角度把一些较为复杂、难度较大问题变得更具有操作性。特别是GUI的设计，可以帮助缺乏计算机编程知识的人们直接处理在生活或工作中所遇到的复杂问题，从而能为科学技术的推广与应用提供很大的方便。

参考文献

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[2]徐利民.基于MATLAB的信号与系统实验教程[M].北京：清华大学出版社.2010

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